The decrease in physical performance (PP) with aging is in part mediated through body composition changes. With aging there is a gain and central redistribution of fat depots and a loss of lean tissue, mainly skeletal muscle. The loss of muscle mass has been implicated in the risk of developing insulin resistance. Physical activity could act as a predictor and an outcome of PP and is a modulator of insulin resistance. Age, sex, energy intake and chronic diseases can also affect PP and insulin resistance. Dietary protein intake is an easy and inexpensive modality to combat loss of muscle mass. Contrary to plant source of protein intake, animal source of dietary protein may confer an increased risk of insulin resistance and diabetes. Determining insulin resistant subjects in epidemiological studies is challenging because of the lack of cut-off for scores used to assess insulin sensitivity. Analyses of effects of interrelationships are complex and leads to challenging interpretations. Our first objective was to explore the complex interrelationships of body composition, physical performance, physical activity, protein intakes and insulin resistance. Our second objective was to determine subjects who were insulin resistant subjects over a 3-year period and compare them to insulin sensitive subjects in regard to body composition measures and other baseline characteristics. A sample of elderly men and women, non-diabetic, community-dwellers participants of the Quebec Longitudinal Study on Nutrition and Successful Aging (NuAge Study) were analysed. Tests employed to assess PP were analyzed by principal component analysis and generated two indices, one related to strength and the other to mobility. Muscle mass index (MMI; kg/height in m2) and % body fat were derived from dual X-ray absorptiometry and bioimpedance analysis. Physical activity was assessed by the Physical Activity Scale for the Elderly, energy intakes and protein intakes were calculated from three non-consecutive 24h-food recalls. Insulin resistance was estimated based on the Homeostasis Model Assessment score. Proposed models associating these variables were tested for validity with the NuAge data using path analysis and employed trajectory analyses to established incidence of insulin resistance. MMI and % body fat were both negatively associated with mobility score, however, muscle mass was positively associated with strength independently of other variables. Direct positive associations were observed for HOMA-IR score with MMI and % body fat. There was a significant, direct negative association for plant protein intake with MMI, whereas there was no association with HOMA-IR. There were significant, positive indirect associations between animal protein intake and HOMA-IR score and significant negative indirect associations between plant protein intake and HOMA-IR mediated through MMI and % body fat. In the longitudinal analyses, 7 group-based trajectories were identified with good posterior probabilities. An inspection of the curves allowed for determination of insulin sensitive subjects and classification of insulin resistance subjects. The logistic regression with the most parsimonious model provided only 3 significant predictors of insulin resistance: higher MMI, higher body fat% and male sex. Muscle mass was associated with strength but positively associated with HOMA score. This relationship is counterintuitive since it suggests muscle mass with aging is positively associated with insulin resistance. There were significant, positive indirect associations between animal protein intake and HOMA-IR score and significant negative indirect associations between plant protein intake and HOMA-IR. These indirect associations were mediated through MMI and % body fat. Our longitudinal analyses showed that a higher muscle mass, % body fat and male sex contribute to a higher odd of insulin resistance with aging. / La diminution de la performance physique avec l'âge est en partie affectée par le changement de la composition corporelle. Le vieillissement est associé à des changements de la composition corporelle se manifestant par un gain de masse grasse et une redistribution aux milieux viscéraux, ainsi qu'une perte de la masse musculaire. Cette dernière a été impliquée dans le risque du développement de la résistance à l'insuline. L'activité physique pourrait prédire ou être le résultat de la performance physique et est aussi associée à une augmentation de la sensibilité à l'insuline. L'âge, le sexe, l'apport énergétique et les maladies chroniques pourraient aussi affecter la performance physique aussi que la résistance à l'insuline. L'apport en protéines est considéré comme étant une approche facile étant capable de combattre la perte de la masse musculaire. En contrepartie, les protéines de source animale pourraient être associées à un risque plus élevé de la résistance à l'insuline et du diabète, les protéines de source végétales étant moins néfastes à cet égard. D'autre part, la détermination de sujets insulino-résistants est difficile dans les études épidémiologiques à cause du manque de valeurs seuils. L'analyse de tous ces facteurs est complexe et peut aboutir à des interprétations difficiles. Notre premier objectif fut d'explorer les interrelations complexes de la composition corporelle, la performance physique, l'activité physique, l'apport en protéines et la résistance à l'insuline. Notre second objectif fut de déterminer les sujets insulino-résistants versus non insulino-résistants longitudinalement et comparer la différence des associations des deux groupes avec les facteurs de base. Un échantillon de sujets non diabétiques composé d'hommes et de femmes en bonne santé, vivant en communauté, et faisant part de l'étude longitudinale sur la nutrition et le vieillissement réussi (NuAge) fut analysé. Les tests employés pour mesurer la performance physique ont été analysés par analyses de composantes principales et ont généré deux indices: force et mobilité. L'indice de masse musculaire (MMI; kg/m2) et le pourcentage de la masse adipeuse ont été mesurées par Dual energy X-ray absorptiometry et par impédance bioélectrique. L'activité physique fut mesurée par un questionnaire pour les personnes âgées (Physical Activity Scale for the Elderly). Les apports en énergie et en protéines furent mesurés par trois rappels de 24 heures non consécutifs. La résistance à l'insuline fut déterminée par le Homeostatic model of assessment (HOMA-IR). Les modèles proposés ont été testés pour leur validité en utilisant des statistiques d'analyse de chemin. Des analyses de trajectoires ont été conduites pour déterminer l'incidence de la résistance à l'insuline. Une association négative statistiquement significative fut observée entre l'indice de mobilité avec MMI et le %de masse grasse. La masse musculaire fut positivement associée avec la force. Des associations positives et statistiquement significatives furent observées entre HOMA-IR et MMI et HOMA-IR et %de masse grasse. L'apport protéique de source végétale fut significativement négativement associé avec MMI. Les associations indirectes entre les différents apports protéiques et le HOMA-IR en passant par MMI et pourcentage de masse grasse sont dans la même direction que les hypothèses émises et ont atteint une association statistiquement significative. Les analyses longitudinales ont identifié 7 groupes parmi lesquels ont pu identifier les participants insulino-résistants versus non insulino-résistants. La régression logistique a permis de déterminer les prédicateurs de la résistance à l'insuline qui sont le MMI, le pourcentage de la masse grasse et le sexe masculin. Les analyses longitudinales ont montré que la masse musculaire et le %de masse grasse ainsi que le sexe masculin contribuent à une chance plus élevée de développer la résistance à l'insuline.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.114403 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Matta, Joane |
| Contributors | Jose A Morais (Supervisor1), Nancy Mayo (Supervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (School of Dietetics and Human Nutrition) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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